科學家提出了一種新的生物學普遍定律,可以解釋衰老
生活似乎至少需要一些不穩(wěn)定。這一事實應該被認為是生物學的普遍性,南加州大學分子生物學家約翰·塔(John Tower)提出。
生物定律是被認為是罕見的并描述似乎普遍存在的模式或組織原則。雖然它們可能比數(shù)學或物理學的絕對規(guī)則更模糊,但生物學中的這些規(guī)則仍然有助于我們更好地理解支配生命的復雜過程。
到目前為止,我們發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)例子似乎都與物質(zhì)或能量的守恒有關(guān),因此也與生命的穩(wěn)定趨勢有關(guān)。
例如艾倫法則,制定于1877年,指出寒冷地區(qū)的溫血動物需要更粗壯的四肢和較小的表面積來保存體溫,而在溫暖的地區(qū)則相反。但與所有生物一樣,有一些例外情況:包括短腿叢林犬分布于中美洲和南美洲,以及普通青蛙.
生物“規(guī)則”的另一個例子在于,隨著尺寸的增加,遵循數(shù)學冪律的重復結(jié)構(gòu),例如鸚鵡螺殼不斷膨脹的螺旋。這些在各地廣泛分布許多生物系統(tǒng)同樣,還有被認為可以節(jié)約能源和材料使用的策略。蜜蜂的制造方式六角蜂窩是另一個聰明的例子。
“自相似結(jié)構(gòu),包括對數(shù)螺旋,被認為是在不改變形狀或破壞現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的情況下增加結(jié)構(gòu)尺寸的最經(jīng)濟方法,”解釋塔。
然而,他的概念被稱為“選擇性有利的不穩(wěn)定性”,挑戰(zhàn)了這種生物系統(tǒng)中資源守恒的趨勢。
它聲稱至少一些波動性是基本的生物學必需品,盡管這種不穩(wěn)定會導致資源損失。那是因為還有其他東西可以收獲。
“選擇性有利的不穩(wěn)定性增加了系統(tǒng)的復雜性,這種增加的復雜性具有潛在的好處,”Tower寫.這些好處包括改變和適應的能力,這發(fā)生在從分子到種群的所有生物水平上。
“即使是最簡單的細胞也含有蛋白酶和核酸酶,并定期降解和替換它們的蛋白質(zhì)和RNA,這表明選擇性有利的不穩(wěn)定性對生命至關(guān)重要,”Tower說說.
不穩(wěn)定性的要求不可避免地導致能量和資源的損失,以及可能有害或良性的基因突變的積累。這就是我們最終導致生物衰老的方式,塔推測.
然而,如果沒有不穩(wěn)定及其弊端,生命將無法通過不斷變化的時間和空間來適應和繁榮。
因此,我們都陷入了對穩(wěn)定和不穩(wěn)定的需求之間的矛盾拉鋸戰(zhàn)中,無論哪種方式都要做出妥協(xié)。
“科學界最近對諸如混沌理論,臨界,圖靈模式和 '細胞意識,"說塔。
“該領(lǐng)域的研究表明,選擇性有利的不穩(wěn)定性在產(chǎn)生這些現(xiàn)象中起著重要作用。
這項研究發(fā)表在老齡化前沿.
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